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在塑料、化工、製藥、食品添加劑等工業領域,造粒工藝(如塑料擠出造粒、熔融造(zào)粒、濕法造粒等)是生產鏈條(tiáo)中的關鍵環節。然而,這一環節往往伴隨著揮發(fā)性有機物(VOCs)的無組織排放——原料加熱熔融時的揮發、添加劑(如增塑劑、穩定劑)的分解、濕(shī)法造粒中有機溶劑的使用等,均(jun1)會導致VOCs(如苯係物、酯類、酮類、非甲烷總烴等(děng))逸散至空氣中。
據生態環境部2021年重點行業VOCs排放調研數據顯示,造粒工序在塑料加工行業的VOCs排放占(zhàn)比可達15%-25%,部分中小型企業甚至因治理設施缺失或低效,成為區域臭氧汙染的前置源頭。隨著(zhe)“十四(sì)五”期間國家“減汙降碳協(xié)同增效”戰略的深入推進,以及《揮發性有機(jī)物無組織排放控製標準》(GB 37822-2019)、《重(chóng)點行業揮發性有機物綜合治理方案》等政策的落地,造粒(lì)行(háng)業的VOCs治理已(yǐ)從“可選動作”轉(zhuǎn)變為“必答題(tí)”。
造粒(lì)工(gōng)藝的VOCs排放(fàng)具有顯著的行業特異性(xìng):
塑料造粒(如PE、PP、PVC):高(gāo)溫熔融(通常180-280℃)導致聚合物中殘(cán)留單體(如(rú)苯乙烯、氯(lǜ)乙(yǐ)烯(xī))、增塑劑(如鄰苯二甲酸酯)揮發,廢氣以高溫、高濃度非甲烷總烴(NMHC)為主,部分含腐蝕(shí)性組分(fèn)(如PVC分解產生的HCl)。
化工造粒(如農藥、染料):濕法造粒過(guò)程中常使(shǐ)用乙醇(chún)、丙(bǐng)酮等有機溶劑(jì)作為粘結劑,廢(fèi)氣含高活(huó)性VOCs(如芳香烴、鹵代(dài)烴),且(qiě)排放呈間歇脈衝(chōng)式(與進料、攪拌工序同步)。
食品/醫藥造粒:雖原料(liào)毒性較低,但香精、粘合劑中的揮發性有機(jī)物(如乙酸乙酯、檸檬烯)仍需合規(guī)處置,對治(zhì)理技術的低二次汙染要求更高。
過去(qù),部分企業采用“單一活性炭吸附(fù)”“直接高空排放(fàng)”等低成本方式,但實際效果不佳(jiā):活性炭易因高溫廢氣(如塑料造粒(lì)的250℃?煙氣)失活,且未及時更換時成(chéng)為二次汙染源;無組織的無序排放則導致廠區周邊異味(wèi)投訴頻發,甚至引發居民環(huán)保糾(jiū)紛。
2020年某省環保督察案例顯示,一家塑料造粒企業因僅安裝簡易水噴淋(lín)裝置(對非水溶性(xìng)VOCs去除率不足30%?),VOCs排放濃度超標5倍?(實測800mg/m?,標準限值120mg/m?),最終被(bèi)責令停產整改並罰款50萬元。此類事件倒逼行業重新審視治理技術的適配性。
針對造粒行業VOCs的“高(gāo)溫、高腐蝕、成分(fèn)複雜”特(tè)性,當(dāng)前主流治理方案正從“單一技術”向“組合工藝”迭代,核心邏(luó)輯是?“前端(duān)預處理+核心淨化+深度後處理”的全(quán)流程管控(kòng)。
原理:通過(guò)陶瓷蓄熱體回收燃燒熱量(熱效率>95%),將VOCs在(zài)750-850℃高(gāo)溫下氧化分解為二氧化碳和水,適(shì)用於連續(xù)、高濃度(>5000mg/立方米)?的塑料造粒廢氣。
優勢:處理效率(lǜ)>99%,熱能(néng)可回用於車間(jiān)供熱,長期運行成本低;陶瓷蓄熱體抗腐蝕設計(如添加氧化鋯塗層)可(kě)應對含HCl等酸性氣體的工況。
案例:江(jiāng)蘇某大型PVC造粒企(qǐ)業采用“旋風除塵+急(jí)冷降溫+RTO焚燒”組合工藝,將原排放濃(nóng)度800mg/立方米降至<50mg/立方米(低於《合成樹脂工業汙染物排(pái)放標準》GB 31572-2015限值60mg/立方米),年減排VOCs約120噸(企業年排放(fàng)量原(yuán)約150噸),同時通過餘熱回收節省蒸汽成本約200萬元/年(車間供熱替代)。
適(shì)用場景:化工造(zào)粒中使用高(gāo)沸點溶劑(如DMF、乙二醇)或間歇式(shì)生產的工況。先通過冷凝(-20℃至(zhì)5℃)回收大部分液態VOCs(回收率約60%-80%),剩餘低濃度氣體(<500mg/立方米)再經活性炭吸附或RCO處理,綜合去除效(xiào)率可達95%以上。
優勢:能耗低於RTO40%-60%,無明火燃燒(shāo)更安全;催化劑選擇性高,可避免二噁英(yīng)等二次汙染物(wù)生成。
注意點:需定期更換催化劑(一般3-5年),且對廢氣中的硫、磷、矽等雜質敏感(易(yì)導致催(cuī)化劑中毒)。
適用場景:化(huà)工造粒中使用高沸點(diǎn)溶(róng)劑(如DMF、乙二(èr)醇)或間歇式生產的工況。先通(tōng)過冷凝(-20℃至5℃)回收大部分液態VOCs(回收率約60%-80%),剩餘低濃度氣體(<500mg/立方米(mǐ))再經活性炭吸(xī)附(fù)或RCO處理,綜合去除效率可達(dá)95%以上。
局(jú)限性:水(shuǐ)噴淋對非水溶性VOCs(如(rú)苯係物)幾(jǐ)乎無效(去除率<10%),UV光氧易(yì)因廢氣中(zhōng)的粉塵、濕度導致燈管表麵汙染失效,等離子體存在安全隱患(如(rú)高壓放電引發爆炸)。目前僅作為輔(fǔ)助預處理手段,不建議單獨用於達標排放。
預處理不可忽視:高溫廢氣需先通過“旋風除塵(chén)+急冷塔”降(jiàng)溫(控製催化燃燒入口溫度<400℃),並去除顆粒物(避免堵塞(sāi)催化劑或蓄熱(rè)體);含腐蝕性組分(如HCl)時,需增(zēng)設堿液洗滌塔(pH控製在6-9)中和(hé)。
智(zhì)能監測閉環:安裝VOCs在線監測儀(如PID或FID傳感器),實時反饋排放濃度(精(jīng)度±5%),聯動風機頻率與治理設備運行參數,確保穩定(dìng)達標;部分園區要求(qiú)數據聯網至環保部門監管平台(傳輸頻率≥1次/分鍾)。
2021年以來,多地出台造粒行業專項(xiàng)治理要求:
浙江省(shěng)《塑料製品行業揮(huī)發性(xìng)有(yǒu)機物(wù)汙染防治可行技術指南》明確要(yào)求,新建項目須采用RTO/RCO等高效技術(處理效率≥95%?),現有企業(yè)2025年底前完成改造;
廣東省將造粒工序納入“重點(diǎn)排汙單位”,要(yào)求安裝工況監控與排放數據實(shí)時公開(延遲≤1小時);
國家發改委《綠色低碳轉型產業指導(dǎo)目錄(lù)(2024年版)》中,“工業VOCs深度治理裝備製造”被列為鼓勵類項目(mù),部分省市對采用先進(jìn)治理技術的企業給予補(bǔ)貼(如江蘇省對RTO投資給予30%-40%的技改(gǎi)補助,單個項目最(zuì)高500萬元(yuán))。
市場層麵,據E20環(huán)境平台預測,2022-2025年我國造粒行業VOCs治理(lǐ)市場規模(mó)將保持12%-15%的(de)年增速,其中“高效組合(hé)工藝+智慧運維”服務模式成為(wéi)頭部環保企業(如清新環境、龍淨環保(bǎo)、航天凱天)的競爭焦點。
材料創新:開發耐(nài)高溫(1000℃以上)、抗腐蝕(針對氯化氫(qīng)、二氧化硫)的新型蓄熱陶瓷與催化劑載體(如稀土複合氧化物),延長設備(bèi)使用壽命(目標>10年);
低碳融合:結合餘熱回收(如RTO煙氣用於車間供暖(nuǎn)或發電,能源利用率提升30%)、生物法(fǎ)(針對低濃度廢氣,成本降低20%)等低(dī)碳技術,降低治理過程的碳排放(目標單位處理量碳排(pái)放<0.5kg 二氧化碳/立方米 VOCs);
全流程管(guǎn)控:從原料替代(如(rú)使用水性油墨、低VOCs含量添(tiān)加劑,單(dān)體殘留量<0.1%)到工藝優(yōu)化(如密閉投料、負(fù)壓收集,無(wú)組織排放量減少80%),推動“源頭-過程-末端”協同減排。
對於造粒企業而言,VOCs治理已不再是單純的環保投入,而是關乎“生存(cún)與發展”的關鍵能力——合規排放是企業(yè)存續的底線(如《揮發性有機物無組織排放控製(zhì)標(biāo)準》GB 37822-2019要求廠區(qū)內NMHC無組織排放限值6mg/立方米),高效治理能降低能耗與原料損耗(如回(huí)收的VOCs可再利用,成本節約50-100元/噸原料),而智能化運維則能(néng)提升整體管理效率(人(rén)工成本降低30%)。隨著技術進步與政策加碼,率先完(wán)成(chéng)綠色(sè)轉型的企業,將在新一輪產(chǎn)業競爭中占據更有(yǒu)利的位置。

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